利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法
【專利摘要】一種利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，包括以下步驟：1)篩分出粒徑為150～400目的高爐除塵灰；2)將篩分出的高爐除塵灰用水浸泡除鹽，過濾除去洗脫液后取不溶物質(zhì)待用；3)將不溶物質(zhì)按液固體積比為5～8∶1的比例放入濃度為10～12mol/L的HNO3溶液中混合，在溫度為80～100℃下回流2～5小時；4)將不溶物質(zhì)取出沖洗至中性后于80～100℃條件下恒溫干燥3～10h；5)將干燥后的不溶物質(zhì)投入焦化生化外排水中，攪拌混合均勻，充分降解酚類有機物。本發(fā)明通過對高爐除塵灰進行預處理，然后采取酸溶回流對高爐除塵灰進行化學改性，使得高爐除塵灰具有吸附和絮凝能力，有效降低了焦化生化外排水中酚類有機物的濃度和廢水處理成本。
【專利說明】利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化技術，具體地指一種利用高爐除塵灰深度處理焦化 生化外排水的方法。

【背景技術】
[0002] 在鋼鐵企業(yè)中，焦化廢水主要來源于煤氣凈化及化工產(chǎn)品的加工過程中（如：精 制過程），焦化廢水中含有大量的酚類有機物，酚類有機物是一種高毒性且難降解的有機 物。焦化廢水大都采用生物法進行處理，經(jīng)生化處理后的焦化廢水稱為尾水，也叫焦化生化 外排水，其揮發(fā)酚含量一般在2mg/L以內(nèi)，C0D含量在85?180mg/L，因該焦化生化外排水 中仍然含有一定量的酚類有機污染物，直接外排的話會對環(huán)境和人類健康造成危害，而傳 統(tǒng)的深度處理工藝不但普遍存在藥劑成本和運行成本高額的問題，使得企業(yè)難以承受，而 且引入的化學藥劑容易造成二次污染。
[0003] 高爐除塵灰是指煉鐵過程中隨高爐煤氣一起排出的粉塵，一般，每生產(chǎn)一噸鐵會 相應產(chǎn)生20?60kg高爐除塵灰，該高爐除塵灰中含碳25%?45%，含鐵15%?30%，因 高爐除塵灰量大，而且其中含有較多環(huán)境污染物質(zhì)，會帶來占地面積大及環(huán)境污染問題，因 此，需要對高爐除塵灰進行合理利用。目前，高爐除塵灰的主要利用方法是將其混入燒結礦 和球團礦的配料中作為燒結原料，但由于除塵灰粒度較小，而且含有Zn和Na等堿金屬有害 元素及雜質(zhì)，容易導致燒結礦質(zhì)量下降；也有文獻中提到對除塵灰中鐵和碳分別進行磁選 和浮選富集，以生產(chǎn)鐵精粉和炭精粉，但這種利用方法仍然會丟棄大量的廢棄物或產(chǎn)生大 量尾泥及含油廢水等污染物，危害周邊壞境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是要提供一種利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法， 該方法不但能解決高爐除塵灰的占地和環(huán)境污染問題，還能有效降低焦化生化外排水中酚 類有機物的濃度，大幅降低了焦化廢水的處理成本。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種利用高爐除塵灰深度處理焦化 生化外排水的方法，包括以下步驟：
[0006] 1)對高爐除塵灰進行篩分，篩分出粒徑為150?400目的高爐除塵灰；
[0007] 2)將篩分出的高爐除塵灰用水浸泡除鹽，過濾除去洗脫液后，取不溶物質(zhì)待用；
[0008] 3)將所述不溶物質(zhì)按液固體積比為5?8 : 1的比例放入濃度為10?12mol/L 的HN03溶液中混合，在溫度為80?100°C下回流2?5小時進行化學改性處理；
[0009] 4)將經(jīng)步驟3)處理后的不溶物質(zhì)取出沖洗至中性后，于80?KKTC條件下恒溫 干燥3?10h;
[0010] 5)將干燥后的不溶物質(zhì)投入焦化生化外排水中，攪拌混合均勻，通過絮凝和吸附 協(xié)同作用，充分降解焦化生化外排水中的酚類有機物，然后去除沉淀，完成對焦化生化外排 水的深度處理。
[0011] 進一步地，所述步驟5)中，所述不溶物質(zhì)的投加量為40?60g/L，處理溫度為 22?28°C，pH值優(yōu)選范圍為5. 3?7. 6,攪拌時間為60?120min。
[0012] 進一步地，所述步驟3)中，將所述不溶物質(zhì)按液固體積比為6.5?8 : 1的比例 放入濃度為10?12mol/L的HN03溶液中混合。
[0013] 進一步地，所述步驟2)中，所述不溶物質(zhì)的主要成分包括碳粒，鐵，鐵氧化物，鋁 氧化物及硅氧化物。
[0014] 進一步地，所述步驟3)中，在溫度為90?100°C下回流3. 5?5小時。
[0015] 進一步地，所述步驟1)中，篩分出粒徑為300?400目的高爐除塵灰。
[0016] 進一步地，所述步驟5)中，所述焦化生化外排水中酚類有機物的濃度為0. 5? L81mg/L〇
[0017] 進一步地，所述步驟4)中，將經(jīng)步驟3)處理后的不溶物質(zhì)取出，冷卻至室溫后依 次用NaOH溶液和水將所述不溶物質(zhì)沖洗至中性。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0019] 其一，本發(fā)明通過對高爐除塵灰進行預處理，然后采取酸溶回流的方式對高爐除 塵灰進行化學改性，使得高爐除塵灰具有吸附和絮凝能力，進而使得高爐除塵能用于焦化 生化外排水脫酚，不但能有效降低焦化生化外排水中酚類有機物的濃度，實現(xiàn)焦化生化外 排水的深度處理，達標排放，也大幅降低了焦化廢水的處理成本，避免了添加其它藥劑可能 帶來的二次污染問題。
[0020] 其二，本發(fā)明中選取HN03進行酸溶回流，HN03充當高爐除塵灰中炭顆?；罨瘎┑?作用，同時，HN03與高爐除塵灰中Fe/Al反應生成的Fe3+/Al3+離子，也提高了高爐除塵灰的 吸附能力，使得高爐除塵灰對酚類有機物的吸附值能高達47mg/g以上；另外，高爐除塵灰 顆粒中部分鐵氧化物和鋁氧化物等難溶氧化物在酸性條件下少量溶解形成無機混凝劑，這 些無機混凝劑與焦化生化外排水混合后可發(fā)生絮凝及吸附等協(xié)同作用，能有效降低焦化生 化外排水中酚類有機物濃度，將該高爐除塵灰用于焦化生化外排水脫除酚類有機物時，具 有處理速度快，脫除率高的優(yōu)點。
[0021] 其三，本發(fā)明提出了一種利用鋼鐵廠低價值高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水 的方法，該方法提_ 了 _錯除塵灰的利用率，提_ 了 _爐除塵灰的利用價值，以廢治廢，實 現(xiàn)了高爐除塵灰的資源化利用，不但解決了高爐除塵灰的環(huán)境污染與占地面積大的問題， 也有效降低了焦化生化外排水的濃度，充分利用了二次資源；也避免了傳統(tǒng)深度處理焦化 廢水的工藝在添加其它藥劑時可能帶來的二次污染問題，而且本發(fā)明工藝過程簡單，凈化 效果好。
[0022] 其四，經(jīng)本發(fā)明改性處理后，高爐除塵灰中的碳粒顆粒結構疏松，比表面積大，具 有很強的吸附能力，從而進一步提升除塵灰對酚類有機物的吸附能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為高爐除塵灰中未燃燒的碳粒經(jīng)本發(fā)明改性處理后的SEM圖。

【具體實施方式】
[0024] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，便于更清楚地了解本發(fā)明， 但它們不對本發(fā)明構成限定。
[0025] 實施例1 :
[0026] 將篩分后粒徑為150目的鋼鐵廠高爐除塵灰水洗除鹽，過濾除去洗脫液，取不溶 物質(zhì)干燥且冷卻后待用，其中，洗脫液中只含有極少量的NaOH，K0H和Ca (0H) 2等易回收利 用的堿性物質(zhì)，可以通過常規(guī)絮凝沉淀方法對其進行回收利用；將該不溶物質(zhì)按液固體積 比為5:1的比例加入濃度為10m〇l/L的HN03溶液中，在溫度為80°C下回流2小時進行 化學改性處理，經(jīng)過改性處理后的高爐除塵灰中的碳粒顆粒結構結構見圖1，從圖上可以 看出其結構疏松，比表面積大；冷卻至室溫后，用依次用NaOH溶液和自來水洗至中性，并于 l〇〇°C條件下恒溫干燥5h，冷卻后待用；最后，將5g經(jīng)上述步驟處理后的高爐除塵灰加入到 100mL揮發(fā)酚含量為1. 407的焦化生化外排水中，該不溶物質(zhì)的投加量優(yōu)選40?60g/L，處 理溫度為22°C，pH為7. 6,先手動攪拌使之混合，再在攪拌機上以200r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌 充分混勻，然后取靜止后的上清液測酚類有機物的殘留含量，結果見下表1 :隨著處理時間 的增長，其中揮發(fā)酚的含量不斷下降，在120min時趨于穩(wěn)定。
[0027] 表 1

【權利要求】
1. 一種利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，包括以下步驟： 1) 對高爐除塵灰進行篩分，篩分出粒徑為150?400目的高爐除塵灰； 2) 將篩分出的高爐除塵灰用水浸泡除鹽，過濾除去洗脫液后，取不溶物質(zhì)待用； 3) 將所述不溶物質(zhì)按液固體積比為5?8 : 1的比例放入濃度為10?12mol/L的HN03溶液中混合，在溫度為80?100°C下回流2?5小時進行化學改性處理； 4) 將經(jīng)步驟3)處理后的不溶物質(zhì)取出沖洗至中性后，于80?100°C條件下恒溫干燥 3 ?10h ; 5) 將干燥后的不溶物質(zhì)投入焦化生化外排水中，攪拌混合均勻，通過絮凝和吸附協(xié)同 作用，充分降解焦化生化外排水中的酚類有機物，然后去除沉淀，完成對焦化生化外排水的 深度處理。
2. 根據(jù)權利要求1所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特征在 于：所述步驟5)中，所述不溶物質(zhì)的投加量為40?60g/L，處理溫度為22?28°C，pH值優(yōu) 選范圍為5. 3?7. 6,攪拌時間為60?120min。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特 征在于：所述步驟3)中，將所述不溶物質(zhì)按液固體積比為6.5?8 : 1的比例放入濃度為 10?12mol/L的HN03溶液中混合。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特 征在于：所述步驟2)中，所述不溶物質(zhì)的主要成分包括碳粒，鐵，鐵氧化物，鋁氧化物及硅 氧化物。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特 征在于：所述步驟3)中，在溫度為90?100°C下回流3. 5?5小時。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特 征在于：所述步驟1)中，篩分出粒徑為300?400目的高爐除塵灰。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特 征在于：所述步驟5)中，所述焦化生化外排水中酚類有機物的濃度為0. 5?1. 81mg/L。
8. 根據(jù)權利要求1或2所述的利用高爐除塵灰深度處理焦化生化外排水的方法，其特 征在于：所述步驟4)中，將經(jīng)步驟3)處理后的不溶物質(zhì)取出，冷卻至室溫后依次用NaOH溶 液和水將所述不溶物質(zhì)沖洗至中性。
【文檔編號】C02F101/34GK104355354SQ201410606814
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張壘, 王麗娜, 劉璞, 付本全, 劉尚超, 薛改鳳, 余剛強, 王凱軍, 劉霞 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司